Слой аппаратных абстракций

У этого термина существуют и другие значения, см. HAL.

Hardware Abstraction Layer (HAL, Слой аппаратных абстракций) в слой абстрагирования, реализованный в программном обеспечении, находящийся между физическим уровнем аппаратного обеспечения и программным обеспечением, запускаемом на этом компьютере. HAL предназначен для скрытия различий в аппаратном обеспечении от основной части ядра операционной системы, таким образом чтобы большая часть кода, работающая в режиме ядра не нуждалась в изменении при её запуске на системах с различным аппаратным обеспечением. На персональных компьютерах HAL, по существу, может рассматриваться как драйвер материнской платы, позволяющий взаимодействовать инструкциям высокоуровневых языков программирования с низкоуровневыми компонентами, такими как аппаратное обеспечение.

В операционных системах семейства Windows NT HAL является неотъемлемой частью кода, исполняемого в режиме ядра, находится в отдельном загрузочном модуле, загружаемом совместно с ядром.^[1] Это обеспечивает возможность использования одного и того же загрузочного модуля собственно ядра ОС Windows NT на ряде систем с различными архитектурами шин ввода/вывода, управления прерываниями и таймерами. К примеру, рабочие станции, основанные на SGI Intel x86 (англ.)русск., были не совместимы с IBM PC-совместимыми рабочими станциями, но благодаря HAL Windows NT мог запускаться на них. Аналогичным образом одно и то же ядро Windows NT используется и на современных системах с контроллером прерываний APIC, так и на устаревших системах без поддержки APIC.

BSD, Mac OS X, Linux, CP/M, MS-DOS, Solaris и некоторые другие портируемые ОС также имеют HAL, несмотря на то, что он не разрабатывался явно для выполнения описанных выше функций. Некоторые системы, такие как Linux, имеют возможность вставлять подобный слой, к примеру Adeos (англ.)русск., во время работы. Ядро операционной системы NetBSD широко известно наличием чистого слоя абстрагирования от аппаратного обеспечения (HAL), что позволяет ему быть высоко-портируемым. Частью этой системы являются uvm(9)^[2]/pmap(9)^[3], bus_space(9)^[4], bus_dma(9)^[5] и другие подсистемы. Популярные шины, которые используются более чем на одной архитектуре, такие как ISA, EISA, PCI, PCI-E и др., также абстрагированы, позволяя написанным под них драйверам также быть высоко-портируемыми с минимальным изменением кода.

«Экстремальный» пример HAL может быть найден в архитектурах System/38 (англ.)русск. и AS/400. Большинство компиляторов для таких систем генерируют абстрактный машинный код. Лицензированный внутренний код (Licensed Internal Code (англ.)русск., LIC) переводит этот виртуальный машинный код во внутренний(собственный) код процессора, на котором он запускается, и выполняет получившийся внутренний код. (Исключение составляют компиляторы, которые сами генерируют ЛИК; эти компиляторы не доступны за пределами IBM). К примеру, прикладное программное обеспечение и программное обеспечение операционной системы, расположенные над слоем ЛИК, скомпилированные на оригинальной архитектуре System/38, запускаются без каких-либо модификаций и перекомпиляций на последних системах AS/400. И это несмотря на тот факт, что лежащее в основе аппаратное обеспечение было кардинально изменено; по крайней мере три различных типа микропроцессоров находились в использовании.

HAL является даже более низким уровнем в компьютерных языках программирования, чем API, потому что он взаимодействует непосредственно с аппаратным обеспечением вместо ядра системы, следовательно HAL требует меньше процессорного времени чем API. Языки высокого уровня часто используют HAL и API для взаимодействия с компонентами более низкого уровня.

Операционные системы, имеющие HAL, легко портируются на различное оборудование. Это особенно важно для встраиваемых систем, которые должны работать на большом количестве различных платформ.

[править] См. также

[править] Примечания

в‘ Windows NT Hardware Abstraction Layer (HAL). Microsoft (31 октября 2006). Архивировано из первоисточника 3 марта 2012. Проверено 25 августа 2007.
в‘ uvm(9) в NetBSD Manual Pages
в‘ pmap(9) в NetBSD Manual Pages
в‘ bus_space(9) в NetBSD Manual Pages
в‘ bus_dma(9) в NetBSD Manual Pages

[0] в‘ Windows NT Hardware Abstraction Layer (HAL). Microsoft (31 октября 2006). Архивировано из первоисточника 3 марта 2012. Проверено 25 августа 2007.

[1] в‘ uvm(9) в NetBSD Manual Pages

[2] в‘ pmap(9) в NetBSD Manual Pages

[3] в‘ bus_space(9) в NetBSD Manual Pages

[4] в‘ bus_dma(9) в NetBSD Manual Pages

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

Операционные системы (история)
Ядро	Гибридное Микро Модульное Монолитное Нано Экзо Драйвер Пространство пользователя Область пользователя
Управление процессами	Режимы (супервизора реальный защищённый) Прерывание Кольца защиты Переключение контекста Многозадачность (вытесняющая кооперативная мультипрограммирование) Процесс Управление процессом Планировщик задач Многопоточность
впамятью	Защита памяти Сегментная адресация памяти Страничная память Менеджер виртуальной памяти Ошибка сегментации Общая ошибка защиты
Прочее	Загрузчик ОС API VFS Компьютерная сеть GUI Слой аппаратных абстракций (HAL)

Компоненты Microsoft Windows
Основные	Aero ClearType Диспетчер рабочего стола DirectX Панель задач (Пуск Область уведомлений) Проводник (Пространство имён Специальные папки Ассоциации файлов) Windows Search (Smart folders iFilters) GDI WIM SMB .NET Framework XPS Active Scripting (WSH VBScript JScript) COM (OLE DCOM ActiveX Структурированное хранилище Сервер транзакций) Теневая копия WDDM UAA Консоль Win32
Службы управления	Архивация и восстановление COMMAND.COM cmd.exe Средство переноса данных Просмотр событий Установщик netsh.exe PowerShell Отчёты о проблемах rundll32.exe Программа подготовки системы (Sysprep) Настройка системы (MSConfig) Проверка системных файлов Индекс производительности Центр обновления Восстановление системы Дефрагментация диска Диспетчер задач Диспетчер устройств Консоль управления Очистка диска Панель управления (элементы)
Приложения	Контакты DVD Maker Факсы и сканирование Internet Explorer Журнал Экранная лупа Media Center Проигрыватель Windows Media Программа совместной работы Центр устройств Windows Mobile Центр мобильности Экранный диктор Paint Редактор личных символов Удалённый помощник Распознавание речи WordPad Блокнот Боковая панель Звукозапись Календарь Калькулятор Ножницы Почта Таблица символов Исторические: Movie Maker NetMeeting Outlook Express Диспетчер программ Диспетчер файлов Фотоальбом
Игры	Chess Titans Mahjong Titans Purble Place Пасьянсы (Косынка Паук Солитер) Сапёр Пинбол Червы
Ядро ОС	Ntoskrnl.exe Слой аппаратных абстракций (hal.dll) Бездействие системы svchost.exe Реестр Службы Диспетчер управления сервисами DLL (формат модулей) PE NTLDR Диспетчер загрузки Программа входа в систему (winlogon.exe) Консоль восстановления Windows RE Windows PE Защита ядра от изменений
Службы	Autorun.inf Фоновая интеллектуальная служба передачи Файловая система стандартного журналирования Отчёты об ошибках Планировщик классов мультимедиа Теневая копия Планировщик задач Беспроводная настройка
Файловые системы	Protogon NTFS (Жёсткая ссылка Точка соединения Точка монтирования Точка повторной обработки Символьная ссылка TxF EFS) WinFS FAT exFAT CDFS UDF DFS IFS
Сервер	Active Directory Службы развёртывания Служба репликации файлов DNS Домены Перенаправление папок Hyper-V IIS Media Services MSMQ Защита доступа к сети (NAP) Службы печати для UNIX Удалённое разностное сжатие Службы удаленной установки Служба управления правами Перемещаемые профили пользователей SharePoint Диспетчер системных ресурсов Удаленный рабочий стол WSUS Групповая политика Координатор распределённых транзакций
Архитектура	NT Диспетчер объектов Пакеты запроса ввода/вывода Диспетчер транзакций ядра Диспетчер логических дисков Диспетчер учетных записей безопасности Защита ресурсов lsass.exe csrss.exe smss.exe spoolsv.exe Запуск
Безопасность	BitLocker Защитник Предотвращение выполнения данных Обязательный контроль целостности Защищенный канал данных UAC UIPI Брандмауэр Центр обеспечения безопасности Защита файлов
Совместимость	Подсистема UNIX (Interix) Виртуальная машина DOS WOW64

Слой аппаратных абстракций

[править] См. также

[править] Примечания

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках